2.5.3 開關操作的影響

在中壓真空滅弧室絕緣特性的研究中發(fā)現(xiàn)，開關操作過程會對真空滅弧室絕緣強度產(chǎn)生顯著的影響。輸電等級真空開關與中壓開關相比，其機械特性、觸頭壓力、觸頭尺寸等方面存在較大的差異。實驗研究了三種典型的開關操作過程對輸電等級真空滅弧室絕緣強度的影響，這三種開關操作分別為“空載合分”“空載關合-開斷電流”以及“空載關合-開斷直流”。

在本實驗條件下，經(jīng)過三種開關操作后，與基準真空滅弧室相比較其老煉因數(shù)均增大，真空滅弧室在進行沖擊擊穿實驗中達到飽和段所需的擊穿電壓的次數(shù)均上升。造成這一結(jié)果的原因可以通過微粒擊穿機理來解釋，對于剛剛經(jīng)機械加工好的觸頭表面，觸頭表面微粒的密度為5.7×103～8.7×103cm-2之間，經(jīng)過開關操作后，真空滅弧室觸頭表面的微粒數(shù)目會顯著的增加。隨著真空滅弧室觸頭表面微粒數(shù)目的增加，微粒引起真空間隙擊穿的概率也會升高，所以開關操作會引起真空滅弧室觸頭間隙擊穿的概率升高，即經(jīng)過開關操作后，觸頭間隙更容易發(fā)生擊穿。在沖擊擊穿實驗的老煉過程中，真空間隙的擊穿主要位于觸頭表面的“擊穿弱點”。所謂“擊穿弱點”是指觸頭表面上最易發(fā)生擊穿的地方，比如觸頭表面的微粒等。老煉的過程就是去除“擊穿弱點”的過程，包括觸頭表面的微粒等。當觸頭表面的擊穿弱點消失時，老煉過程完成，所以老煉過程隨著觸頭表面微粒等擊穿弱點的增加而變慢。通過前面的分析可知，經(jīng)過開關操作后，真空滅弧室觸頭表面的微粒數(shù)目會顯著增加，即觸頭表面的擊穿弱點會增加，所以開關操作后，老煉過程會變慢。

對不同開關操作后沖擊擊穿電壓的概率分布的研究結(jié)果表明，不同的開關操作后概率分布均符合Weibull分布。研究結(jié)果表明，經(jīng)過開關操作后，擊穿電壓U50均會有所上升。在本實驗條件下，高電壓等級真空滅弧室經(jīng)過“空載合分”操作以后，擊穿電壓U50可以上升約6%；高電壓等級真空滅弧室經(jīng)過“空載關合-開斷電流5kA”操作以后，擊穿電壓U50可以上升約16%；高電壓等級真空滅弧室經(jīng)過“空載關合-開斷直流”操作以后，擊穿電壓U50可以上升約14%。